中國(guó)粉體網(wǎng)訊 鋰離子電池由于其高能量密度、長(zhǎng)使用壽命，目前已經(jīng)成為智能手機(jī)和其他設(shè)備的主要電池選擇。盡管現(xiàn)在鋰電池的質(zhì)量得到了廣泛的認(rèn)可，但在該領(lǐng)域更進(jìn)一步的研究仍然在持續(xù)進(jìn)行，并不斷沖擊著研究領(lǐng)域的頭條。最新的一項(xiàng)在該領(lǐng)域的研究成果發(fā)表在了Materials Today Energy[DOI: 10.1016/ j.mtener.2016.11.002]上。在這篇論文中，作者展示了由超長(zhǎng)、電仿BaLi2Ti6O14納米纖維制成的電池陽(yáng)極，可以大幅度提高鋰離子電池的性能。
大部分的鋰離子電池采用石墨作為電池陽(yáng)極，但在每次充電-放電循環(huán)期間形成無(wú)定形固體電解質(zhì)相間層減少了它們的壽命。由鋰鈦氧化物（Li4Ti5O12）組成的電池陽(yáng)極提供了更好的充放電循環(huán)性能，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)谶@個(gè)過(guò)程中不會(huì)形成無(wú)定形層，但是較低的存儲(chǔ)密度限制了其存儲(chǔ)點(diǎn)電量的能力。為了發(fā)明一種既能保證高存儲(chǔ)密度，又能提供最佳充放電循環(huán)的電極，來(lái)自寧波大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)將研究目光投向了納米尺度材料。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的BaLi2Ti6O14納米纖維是通過(guò)經(jīng)電紡絲合成后退火而成。隨后，纖維將與炭黑粉末混合，形成漿狀物，在其外部包裹銅箔形成工作電極。在電化學(xué)試驗(yàn)中，該電極表現(xiàn)出了很高的電穩(wěn)定性——充-放電曲線在目前所有電流密度（200、500及1000mAg-1）下從始至終保持平穩(wěn)。此外，電池的蓄電量隨著電流密度的增加，只有非常細(xì)微的減少。例如，當(dāng)電極循環(huán)進(jìn)行1000mAg-1充放電時(shí)，其蓄電量在單次循環(huán)后只降低0.153%。
作者認(rèn)為這種現(xiàn)象要?dú)w功于由1-D結(jié)構(gòu)組成的纖維帶來(lái)的電子轉(zhuǎn)移的高效率——這種納米結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12展示了比普通基體材料更低的歐姆電阻。透射電子顯微鏡分析結(jié)果顯示納米纖維電極顯著的保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，改變了最低限度超過(guò)800次的充放電循環(huán)，并且展示了卓越的可逆性。盡管這項(xiàng)研究還處于相對(duì)早期的發(fā)展階段，作者相信這項(xiàng)研究表現(xiàn)出來(lái)的電化學(xué)優(yōu)異性能，有希望使得納米纖維材料成為未來(lái)商業(yè)化的鋰離子電池陽(yáng)極材料。
